铝合金舰船防腐措施面面观
2018-06-28 11:49:28
作者：本网整理 来源：铝加工
舰船与海洋设施铝构件、结构的防腐措施包括：合金及状态选择、设计、有机涂层、缓蚀剂、阴极保护、增厚表面氧化膜、改善环境等。
合金及状态选择
在选用合金时，首先考虑的是材料力学性能、可焊性能与资源，其次是抗腐蚀性能。在海洋环境中，5XXX系合金的抗蚀性最高，其次是1XXX系合金，以下的次序是：3XXX系合金，6XXX系合金，2XXX系及7XXX合金，在8XXX系合金中，除AL-Li合金外，其他合金与1XXX系合金的抗蚀性差不多。6XXX系合金的抗蚀性比3XXX系合金的略差一些，在使用中可不进行防腐蚀处理，建筑材料的涂漆与阳极氧化主要是为了美观、装饰与卫生。
材料状态对晶间腐蚀与应力腐蚀开裂对海洋材料的重要性已如前述。包铝的2XXX系合金与7XXX系合金有很好的抗蚀性，包覆层电位至少比被包覆芯层的负100mV，以便进行有效的阴极保护。有包覆层的3004合金屋面板在海洋大气中使用30年后，包覆层的腐蚀深层只不过76μm。
设计
设计考虑不周会造成严重的腐蚀，设计时应特别注意三点：正确选择材料的合金与状态；正确地确定与铝构件接蚀的其他金属或非金属材料；正确地选定填密材料。以下准则设计时宜充分考虑。
1.避免异种金属接触，避免铝件与吸水率＞20%木材接触。如果设计需要，则应采取严密的防腐蚀措施。据中国船舶部门统计，在艇体中修更换的外板中，属于结构不合理造成的腐蚀占25%，异种金属接蚀造成的腐蚀占15%，与木材接触引起的腐蚀占15%，属于电化学腐蚀的45%。显然，精心设计可减少工件腐蚀，延长舰船修理期限；
2.避免缝隙。对不可避免的缝隙严密密封，防止海水与潮气进入；
3.尽量采用连续焊，不用或少用点焊与铆接，最佳的焊接方法是摩擦搅拌焊（FSW）；
4.采用易排水、清洗方便结构；
5.祼铝表面不易吸水、吸潮材料接触，不可避免时，应采取有效防潮措施；
6.管路系统内尽量避免急转弯外；
7.避免热传递到热点；
8.避免流体直接撞击；
9.避免大的机械应力集中；
10.设备安于腐蚀最小处；
11.如果设备或设施要涂油漆，应消除尖锐的边缘。
为避免接触腐蚀，在设计上应做到：
1.异种金属电位应尽可能地与铝电位相近；
2.紧固不同金属工件时，紧固件对铝应呈阴极。例如可用不锈钢螺钉固定铝-钢件，不得使用铝螺钉，最好使用镀铝的不锈钢螺钉；
3.两种金属间须完全电绝缘时，采采用不导电的绝缘垫。同时两种金属间不得与外部电路相连；
4.如果须在两种金属接合面上刷涂油漆，应涂于阴极金属上，不得涂于铝上，否则会引起针孔腐蚀；
5.铝管与其他金属连接时，应采用可更换的厚壁铝接头或凸缘，不得采用螺拉；
6.尽可能将异种金属接头处远离腐蚀处；
7.向异种金属制的液体循环系统中添加缓蚀剂；
8.采用阴极保护；
9.在导电性环境中，阴-阳极面积比。例如在海水中，此比值至少应为1∶5。
避免沉积腐蚀准则：
1.不采用重金属零件；
2.在可引起腐蚀的金属件上涂油漆；
3.采用包铝的铝材；
4.添加缓蚀剂；
5.经常清洗铝构件上沉积的重金属与污物。
缝隙腐蚀的预防：
首先在设计上尽量做到无缝隙，若不可避免，需用非硬化的弹性材料密封，以防液体与潮气进入，常用的密封材料有丁基橡胶、硅橡胶、环氧树脂。密封材料不得因老化而开裂。祼铝表面不得与吸潮材料（纸、布、木材、石棉等）接触。
有机涂层：在铝设备与构件上涂有机涂料大都是为了美观，如建筑门面与汽车车身，但在特殊情况下也有为了防腐的。不管为了哪种目的，在涂漆之前都应精心选择涂料和严格进行预处料。
涂层是铝表面与环境之间的物理性阻挡层。有些涂料含有铬酸盐之类的缓蚀剂。为了显露铝的本色可涂透明漆。在贮存与运输中，为了预防腐蚀，可涂易于清洗的涂料，对埋设于土壤与混凝土中的铝构件可涂煤焦油等。在严重腐蚀环境中应定期维护有机防腐涂层。
缓蚀剂：缓蚀剂有两种，阳极缓蚀剂，如铬酸盐，它能降低铝的阳极反应；阴极缓蚀剂，如聚磷酸盐，它能减缓阴极反应。阳极缓蚀剂的量不够时，反而会加速铝的点腐蚀。因此，阴极缓蚀剂更为安全与可靠，两种缓蚀剂同时使用效果会更好些。
铝及铝合金的缓蚀剂有磷酸盐、硅酸盐、氟化物、苯甲酸三乙醇胺、乳酸胶等，它们既可以单独使用，也可以混合使用。在闭环系统中，如有铜或铜合金零件存在，以钠硫醇笨并噻唑作缓蚀剂能预防铜腐蚀及随后铝的沉积腐蚀。向弱碱性溶液添加硅酸钠能抑制的铝的腐蚀。
阴极保护：铝构件的阴极保护所用的电流可由牺牲阳极供给，也可以由外部电源提供。牺牲阳极可用Zn、Mg和Zn合金，在海水中也可以用某些铝合金。Zn及Zn合金牺牲阳极很安全，能有效地保护铝构件。
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